List、Set、Map是否繼承自Collection接口？

    答：List、Set是，Map不是。Map是鍵值對(duì)映射容器，與List和Set有明顯的區(qū)別，而Set存儲(chǔ)的零散的元素且不允許有重復(fù)元素（數(shù)學(xué)中的集合也是如此），List是線性結(jié)構(gòu)的容器，適用于按數(shù)值索引訪問(wèn)元素的情形。

    闡述ArrayList、Vector、LinkedList的存儲(chǔ)性能和特性。

    答：ArrayList和Vector都是使用數(shù)組方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，此數(shù)組元素?cái)?shù)大于實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以便增加和插入元素，它們都允許直接按序號(hào)索引元素，但是插入元素要涉及數(shù)組元素移動(dòng)等內(nèi)存操作，所以索引數(shù)據(jù)快而插入數(shù)據(jù)慢，Vector中的方法由于添加了synchronized修飾，因此Vector是線程安全的容器，但性能上較ArrayList差，因此已經(jīng)是Java中的遺留容器。LinkedList使用雙向鏈表實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)（將內(nèi)存中零散的內(nèi)存單元通過(guò)附加的引用關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成一個(gè)可以按序號(hào)索引的線性結(jié)構(gòu)，這種鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式與數(shù)組的連續(xù)存儲(chǔ)方式相比，內(nèi)存的利用率更高），按序號(hào)索引數(shù)據(jù)需要進(jìn)行前向或后向遍歷，但是插入數(shù)據(jù)時(shí)只需要記錄本項(xiàng)的前后項(xiàng)即可，所以插入速度較快。Vector屬于遺留容器（Java早期的版本中提供的容器，除此之外，Hashtable、Dictionary、BitSet、Stack、Properties都是遺留容器），已經(jīng)不推薦使用，但是由于ArrayList和LinkedListed都是非線程安全的，如果遇到多個(gè)線程操作同一個(gè)容器的場(chǎng)景，則可以通過(guò)工具類Collections中的synchronizedList方法將其轉(zhuǎn)換成線程安全的容器后再使用（這是對(duì)裝潢模式的應(yīng)用，將已有對(duì)象傳入另一個(gè)類的構(gòu)造器中創(chuàng)建新的對(duì)象來(lái)增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)）。

    補(bǔ)充：遺留容器中的Properties類和Stack類在設(shè)計(jì)上有嚴(yán)重的問(wèn)題，Properties是一個(gè)鍵和值都是字符串的特殊的鍵值對(duì)映射，在設(shè)計(jì)上應(yīng)該是關(guān)聯(lián)一個(gè)Hashtable并將其兩個(gè)泛型參數(shù)設(shè)置為String類型，但是JavaAPI中的Properties直接繼承了Hashtable，這很明顯是對(duì)繼承的濫用。這里復(fù)用代碼的方式應(yīng)該是Has-A關(guān)系而不是Is-A關(guān)系，另一方面容器都屬于工具類，繼承工具類本身就是一個(gè)錯(cuò)誤的做法，使用工具類最好的方式是Has-A關(guān)系（關(guān)聯(lián)）或Use-A關(guān)系（依賴）。同理，Stack類繼承Vector也是不正確的。Sun公司的工程師們也會(huì)犯這種低級(jí)錯(cuò)誤，讓人唏噓不已。

    Collection和Collections的區(qū)別？

    答：Collection是一個(gè)接口，它是Set、List等容器的父接口；Collections是個(gè)一個(gè)工具類，提供了一系列的靜態(tài)方法來(lái)輔助容器操作，這些方法包括對(duì)容器的搜索、排序、線程安全化等等。

    List、Map、Set三個(gè)接口存取元素時(shí)，各有什么特點(diǎn)？

    答：List以特定索引來(lái)存取元素，可以有重復(fù)元素。Set不能存放重復(fù)元素（用對(duì)象的equals()方法來(lái)區(qū)分元素是否重復(fù)）。Map保存鍵值對(duì)（key-valuepair）映射，映射關(guān)系可以是一對(duì)一或多對(duì)一。Set和Map容器都有基于哈希存儲(chǔ)和排序樹(shù)的兩種實(shí)現(xiàn)版本，基于哈希存儲(chǔ)的版本理論存取時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，而基于排序樹(shù)版本的實(shí)現(xiàn)在插入或刪除元素時(shí)會(huì)按照元素或元素的鍵（key）構(gòu)成排序樹(shù)從而達(dá)到排序和去重的效果。

    TreeMap和TreeSet在排序時(shí)如何比較元素？Collections工具類中的sort()方法如何比較元素？

    答：TreeSet要求存放的對(duì)象所屬的類必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，該接口提供了比較元素的compareTo()方法，當(dāng)插入元素時(shí)會(huì)回調(diào)該方法比較元素的大小。TreeMap要求存放的鍵值對(duì)映射的鍵必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口從而根據(jù)鍵對(duì)元素進(jìn)行排序。Collections工具類的sort方法有兩種重載的形式，第一種要求傳入的待排序容器中存放的對(duì)象比較實(shí)現(xiàn)Comparable接口以實(shí)現(xiàn)元素的比較；第二種不強(qiáng)制性的要求容器中的元素必須可比較，但是要求傳入第二個(gè)參數(shù)，參數(shù)是Comparator接口的子類型（需要重寫(xiě)compare方法實(shí)現(xiàn)元素的比較），相當(dāng)于一個(gè)臨時(shí)定義的排序規(guī)則，其實(shí)就是通過(guò)接口注入比較元素大小的算法，也是對(duì)回調(diào)模式的應(yīng)用（Java中對(duì)函數(shù)式編程的支持）。

    Thread類的sleep()方法和對(duì)象的wait()方法都可以讓線程暫停執(zhí)行，它們有什么區(qū)別？

    答：sleep()方法（休眠）是線程類（Thread）的靜態(tài)方法，調(diào)用此方法會(huì)讓當(dāng)前線程暫停執(zhí)行指定的時(shí)間，將執(zhí)行機(jī)會(huì)（CPU）讓給其他線程，但是對(duì)象的鎖依然保持，因此休眠時(shí)間結(jié)束后會(huì)自動(dòng)恢復(fù)（線程回到就緒狀態(tài)，請(qǐng)參考第66題中的線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）。wait()是Object類的方法，調(diào)用對(duì)象的wait()方法導(dǎo)致當(dāng)前線程放棄對(duì)象的鎖（線程暫停執(zhí)行），進(jìn)入對(duì)象的等待池（waitpool），只有調(diào)用對(duì)象的notify()方法（或notifyAll()方法）時(shí)才能喚醒等待池中的線程進(jìn)入等鎖池（lockpool），如果線程重新獲得對(duì)象的鎖就可以進(jìn)入就緒狀態(tài)。

    補(bǔ)充：可能不少人對(duì)什么是進(jìn)程，什么是線程還比較模糊，對(duì)于為什么需要多線程編程也不是特別理解。簡(jiǎn)單的說(shuō)：進(jìn)程是具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)，是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位；線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位。線程的劃分尺度小于進(jìn)程，這使得多線程程序的并發(fā)性高；進(jìn)程在執(zhí)行時(shí)通常擁有獨(dú)立的內(nèi)存單元，而線程之間可以共享內(nèi)存。使用多線程的編程通常能夠帶來(lái)更好的性能和用戶體驗(yàn)，但是多線程的程序?qū)τ谄渌绦蚴遣挥押玫模驗(yàn)樗赡苷加昧烁嗟腃PU資源。當(dāng)然，也不是線程越多，程序的性能就越好，因?yàn)榫€程之間的調(diào)度和切換也會(huì)浪費(fèi)CPU時(shí)間。時(shí)下很時(shí)髦的Node.js就采用了單線程異步I/O的工作模式。

    線程的sleep()方法和yield()方法有什么區(qū)別？

    答：1、sleep()方法給其他線程運(yùn)行機(jī)會(huì)時(shí)不考慮線程的優(yōu)先級(jí)，因此會(huì)給低優(yōu)先級(jí)的線程以運(yùn)行的機(jī)會(huì)；yield()方法只會(huì)給相同優(yōu)先級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)的線程以運(yùn)行的機(jī)會(huì)；

    2、線程執(zhí)行sleep()方法后轉(zhuǎn)入阻塞（blocked）狀態(tài)，而執(zhí)行yield()方法后轉(zhuǎn)入就緒（ready）狀態(tài)；

    3、sleep()方法聲明拋出InterruptedException，而yield()方法沒(méi)有聲明任何異常；

    4、sleep()方法比yield()方法（跟操作系統(tǒng)CPU調(diào)度相關(guān)）具有更好的可移植性。

    當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入一個(gè)對(duì)象的synchronized方法A之后，其它線程是否可進(jìn)入此對(duì)象的synchronized方法B？

    答：不能。其它線程只能訪問(wèn)該對(duì)象的非同步方法，同步方法則不能進(jìn)入。因?yàn)榉庆o態(tài)方法上的synchronized修飾符要求執(zhí)行方法時(shí)要獲得對(duì)象的鎖，如果已經(jīng)進(jìn)入A方法說(shuō)明對(duì)象鎖已經(jīng)被取走，那么試圖進(jìn)入B方法的線程就只能在等鎖池（注意不是等待池哦）中等待對(duì)象的鎖。

    請(qǐng)說(shuō)出與線程同步以及線程調(diào)度相關(guān)的方法。

    答：wait()：使一個(gè)線程處于等待（阻塞）狀態(tài)，并且釋放所持有的對(duì)象的鎖；

    sleep()：使一個(gè)正在運(yùn)行的線程處于睡眠狀態(tài)，是一個(gè)靜態(tài)方法，調(diào)用此方法要處理InterruptedException異常；

    notify()：?jiǎn)拘岩粋€(gè)處于等待狀態(tài)的線程，當(dāng)然在調(diào)用此方法的時(shí)候，并不能確切的喚醒某一個(gè)等待狀態(tài)的線程，而是由JVM確定喚醒哪個(gè)線程，而且與優(yōu)先級(jí)無(wú)關(guān)；

    notityAll()：?jiǎn)拘阉刑幱诘却隣顟B(tài)的線程，該方法并不是將對(duì)象的鎖給所有線程，而是讓它們競(jìng)爭(zhēng)，只有獲得鎖的線程才能進(jìn)入就緒狀態(tài)。

    提示：關(guān)于Java多線程和并發(fā)編程的問(wèn)題，建議大家看我的另一篇文章《關(guān)于Java并發(fā)編程的總結(jié)和思考》。

    補(bǔ)充：Java5通過(guò)Lock接口提供了顯式的鎖機(jī)制（explicitlock），增強(qiáng)了靈活性以及對(duì)線程的協(xié)調(diào)。Lock接口中定義了加鎖（lock()）和解鎖（unlock()）的方法，同時(shí)還提供了newCondition()方法來(lái)產(chǎn)生用于線程之間通信的Condition對(duì)象；此外，Java5還提供了信號(hào)量機(jī)制（semaphore），信號(hào)量可以用來(lái)限制對(duì)某個(gè)共享資源進(jìn)行訪問(wèn)的線程的數(shù)量。在對(duì)資源進(jìn)行訪問(wèn)之前，線程必須得到信號(hào)量的許可（調(diào)用Semaphore對(duì)象的acquire()方法）；在完成對(duì)資源的訪問(wèn)后，線程必須向信號(hào)量歸還許可（調(diào)用Semaphore對(duì)象的release()方法）。

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